package 字典树;

/**
 * 208. 实现 Trie (前缀树)
 * Trie（发音类似 "try"）或者说 前缀树 是一种树形数据结构，用于高效地存储和检索字符串数据集中的键。这一数据结构有相当多的应用情景，例如自动补全和拼写检查。
 * 请你实现 Trie 类：
 * Trie() 初始化前缀树对象。
 * void insert(String word) 向前缀树中插入字符串 word 。
 * boolean search(String word) 如果字符串 word 在前缀树中，返回 true（即，在检索之前已经插入）；否则，返回 false 。
 * boolean startsWith(String prefix) 如果之前已经插入的字符串 word 的前缀之一为 prefix ，返回 true ；否则，返回 false 。
 *
 * 解题思路：
 *  1：数据结构设计：
 *      TrieNode类：每个节点包含一个子节点数组（长度26，对应小写字母）和一个布尔值isEnd，表示是否为一个单词的结尾。
 *      Trie类：维护一个根节点，提供插入、搜索和前缀搜索功能。
 *  2：插入操作：
 *      从根节点开始，逐字符处理单词。
 *      若字符对应的子节点不存在，则创建新节点。
 *      最终在单词结尾标记isEnd为true。
 *  3：搜索操作：
 *      检查是否存在从根节点到所有字符的路径，且最后一个节点标记了isEnd。
 *  4：前缀搜索：
 *      仅检查路径是否存在，无需验证isEnd。
 */
public class L_208 {

    private TrieNode root;

    /**
     * 代码解释
     * TrieNode类：内部静态类，每个节点包含一个子节点数组和isEnd标志。
     * 插入：遍历单词字符，构建节点路径，末尾标记单词结束。
     *
     * 搜索：检查路径存在且末尾节点标记了单词结束。
     * 前缀搜索：仅检查路径是否存在。
     * 该方法高效处理字符串的插入和查询操作，时间复杂度为O(L)（L为单词长度），空间复杂度为O(N*M)（N为单词数，M为平均长度）。
     */
    public L_208() {
        root = new TrieNode();
    }

    public void insert(String word) {
        TrieNode node = root;
        // 将单词添加进字典树
        for (char c : word.toCharArray()){
            int index = c - 'a';
            if(node.children[index] == null){
                node.children[index] = new TrieNode();
            }
            // 当前节点指向下一个节点
            node = node.children[index];
        }
        // 添加结束后，将isEnd标记为true
        node.isEnd = true;
    }

    public boolean search(String word) {
        TrieNode node = serchPrefix(word);
        return node != null && node.isEnd; // 如果node不为null且isEnd为true，则返回true，否则返回false
    }

    public boolean startsWith(String prefix) {
        return serchPrefix(prefix) != null;
    }

    // 搜索前缀函数
    private TrieNode serchPrefix(String prefix){
        TrieNode node = root;
        for (char c : prefix.toCharArray()){
            int index = c - 'a';
            // 如果不存在，则返回null
            if(node.children[index] == null){
                return null;
            }
            node = node.children[index];
        }
        return node;
    }


    private static class TrieNode {
        TrieNode[] children;  // 26个英文字母数组
        boolean isEnd; // 是否为单词结尾的标识

        public TrieNode() {
            children = new TrieNode[26];
            isEnd = false;
        }
    }
}
